第2期 2018年2月
组合机床与自动化加工技术
Modular MachineTool &Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2018)02000504
D0I:10.13462/j. cnki. mmtamt.2018.02.002
基于改进粒子群优化的四杆机构
运动轨迹误差研究
杨帆，周丽红
（武汉科技大学城市学院，武汉430083）
No.2 Feb.2018
摘要：平面四杆机构在运动过程中，横向和纵向运动轨迹产生误差较大，很难适应高精度的需要。对此，文章采用了改进粒子群优化算法对平面四杆机构几何参数进行多目标优化，提高横向和纵向运动轨迹精度值。引用平面直角坐标系创建四杆机构简图模型，分析了四杆机构运动的几何参数。构造多目标优化函数，采用改进粒子群优化算法对四杆机构儿何参数变量进行优化。通过MATLAB软件对优化后四杆机构几何参数进行误差仿真，与优化前误差仿真结果形成对比。仿真曲线显示：优化前后相对误差分别减少33.3%和41.2%。采用改进粒子群优化平面四杆机构几何参数，四杆机构运动精度得到了很大提高
关键词：改进粒子群；优化算法；四杆机构
中图分类号：TH161;TG659
文献标识码：A
Study onMotionTrajectoryError of Four-barMechanism
Based on Improved Particle Swarm Optimization
YANGFan,ZHOU Li-hong
( City College, Wuhan University of Science and Technology , Wuhan 430083, China)
Abstract : During the movement of the planar four-bar mechanism, the trajectories of the transverse and lon-gitudinal movement have large errors, which makes it difficult to adapt to the need of high precision. In this paper,an improved Particle Swarm Optimization（PSo） algorithm is used to optimize the geometrical pa-rameters of planar four-bar linkage mechanism to improve the trajectory precision. The kinematic parameters of the four-bar mechanism are analyzed by using the plane rectangular coordinate system. The multi-objective optimization function is constructed, and an improved particle swarm optimization algorithm is used to opti-mize the geometric parameters of the four-bar mechanism. The geometrical parameters of the optimized four-bar mechanism are simulated by MATLAB software, and the simulation results are compared with the pre-optimization error. Compared with before optimization, the simulation curves show that the relative error re-duced by 33. 3% and 41. 2% respectively. The geometric parameters of the four-bar mechanism are im proved by using improved particle swarm optimization,and the motion precision of the four-bar mechanism is greatly improved.
Keywords:improved particle swarm; optimization algorithm;four-bar mechanism
引言 0
四杆机构在运动过程中，实际输出轨迹与期望运动轨迹存在偏差]。这种偏差若不重视，可能会导致四杆机构运动性能下降，从而造成重大的经济损失[2]。例如：夹持机器人的四杆机构受到运动轨迹精度的影响，导致物料定位不准确，产品质量不合格；飞机起落架的四杆机构受到运动轨迹精度的影响，导致飞机起落振动较大，对人的身体造成一定的伤害。因此，研究
收稿日期：2017-03-16修回日期：2017-04-24*基金项目：潮北省教育厅科研计划项目（B2016436）
四杆机构运动轨迹误差，提高四杆机构运动轨迹精度具有重要的意义
目前，对四杆机构运动轨迹理论的研究方法有多种。例如：文献[3]研究了四杆机构混合驱动动态轨迹的综合方法。分析了混合驱动机构的逆运动学，将传统设计理念和机器人设计理论有效结合，拓宽了四杆机构运动轨迹的研究范围。引用了阿苏尔杆组对机构进行仿真验证，提高了轨迹发生器的精度。文献
作者简分数据6—），男，武汉人，武汉科技大学城市学院讲师，硕士，研究方向为机械设计理论及机械系统动力学，（E-mail）fany201703@
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